EP3495694B1 - Moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile - Google Patents

Moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile Download PDF

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EP3495694B1
EP3495694B1 EP18210870.4A EP18210870A EP3495694B1 EP 3495694 B1 EP3495694 B1 EP 3495694B1 EP 18210870 A EP18210870 A EP 18210870A EP 3495694 B1 EP3495694 B1 EP 3495694B1
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heat sink
rotary shaft
geared motor
motor according
rotor
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Jose-Luis Herrada
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Valeo Systemes dEssuyage SAS
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Definitions

  • the invention relates to a geared motor for a motor vehicle wiping system.
  • Gear motors are essentially composed of an electric motor coupled to a reduction mechanism responsible for reducing the speed to obtain a high rotational transmission torque.
  • Different types of electric motors can be used in a geared motor and in particular brushless direct current electric motors which have many advantages such as long life, reduced size and consumption as well as low noise level.
  • Such a geared motor finds a particular application in a motor vehicle wiping system comprising one or more wiper blades, a linkage mechanism for driving the wiper blade (s) in a reciprocating motion. , said gear motor output shaft driving the connecting rod mechanism of the wiping system.
  • the reduction mechanism is a worm / toothed wheel couple, the typically metallic endless screw being integral with the rotation shaft of the rotor, the toothed wheel being integral with the output shaft of the geared motor, typically in plastic.
  • Bearings such as ball bearings, typically two or three in number are used to guide the rotating shaft in rotation, each ball bearing comprising an inner ring and an outer ring, and balls capable of rolling on a path. of the inner ring and on a path of the outer ring.
  • a reduction gear consisting of a worm / toothed wheel pair has a low power transmission efficiency, close to 65%, the lost power ( ie 35%) is dissipating in the form of heat in the worm and the metal rotating shaft.
  • geared motors as known from the state of the art can have significantly improved cooling.
  • State of the art geared motors are disclosed in documents D1: DE102012211080 A1 or D2: DE102012105748 A1 .
  • D1 shows a gear motor with a worm gear reduction mechanism which includes a heat sink and document D2 shows a gear motor with the features of the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to alleviate the aforementioned drawbacks by proposing a geared motor with worm / toothed wheel torque, with optimized cooling.
  • Another object of the present invention is to provide such a geared motor which makes it possible to obtain good compactness along the longitudinal axis of the rotation shaft.
  • a typically metallic casing 4 can form a protective casing for said reduction mechanism 3, or even the electric motor 2.
  • the electric motor can be brushless direct current.
  • Such a motor comprises a device for determining the angular position of the rotor 20 with respect to the stator 21.
  • a control unit (not illustrated) is configured to generate control signals for supplying the electromagnetic excitation coils of the stator 21 in function. of the angular position of the rotor determined by the device for determining the angular position of the rotor.
  • the device for determining the angular position of the rotor comprises for this purpose a multipolar magnet 5 integral in rotation with the rotor, and one or more Hall effect sensors (not illustrated) in fixed positions, capable of detecting changes in the magnetic domains of the multipolar magnet during the rotation of the rotor.
  • the reduction mechanism 3 comprises a worm 30 / toothed wheel 31 pair, the endless screw integral with the rotation shaft 22 of the rotor 20, the toothed wheel 31 integral with the output shaft 8 of the gear motor.
  • This output shaft 8 is substantially perpendicular to the rotation shaft 22 of the electric motor 2.
  • the thread of the worm 30 can be obtained from the material coming from the rotation shaft 22, typically metal.
  • the toothed wheel 31 can typically be made of plastic.
  • bearings 23, 24 The rotational guidance of the rotational shaft of the rotor 22 relative to the housing 4 is provided by means forming bearings 23, 24.
  • the bearings 23, 34 used may be bearings, bushings, or any other known form of bearing. of the skilled person.
  • the invention is however concerned here with optimizing the cooling of the worm 30 and of the rotation shaft 22 of the electric motor 2.
  • the geared motor 1 comprises a heat sink 7, in the form of an element projecting radially from the rotation shaft 22, separate from the means forming bearings 23, 24 and separate from the multipolar magnet 5, said heat sink 7 being in an intermediate position between said multipolar magnet 5 and the worm 30, disposed near the worm 30 on said rotation shaft 22.
  • the protruding heat sink element 7 comprises an internal bearing surface 70 for mounting on the rotation shaft 22, directly or indirectly via a sleeve 26, said element being configured to form a heat exchange surface. with the atmosphere inside the crankcase 4.
  • the heat sink 7 is configured to take the heat from the rotation shaft 22, near the worm 30, from its internal surface 70 and transmit the heat radially to the heat exchange surface. of said element, capable of being cooled by the internal atmosphere.
  • the distance ⁇ separating said heat sink 7 from toothed wheel 31 is less than or equal to the distance separating said multipolar magnet 5 from toothed wheel 31.
  • said heat sink 7 is arranged in the immediate vicinity of the toothed wheel 31, located at a distance ⁇ less than or equal to 4 mm from the toothed wheel 31 during its rotation, for example less than or equal to 3 mm or even less than or equal to 2 mm.
  • said heat sink 7 may include a peripheral surface 71 located locally facing the toothed wheel 31, in particular at the distance ⁇ from the toothed wheel, inclined relative to the axis of the rotation shaft 22 of so as to be locally oriented substantially tangentially to the toothed wheel 31.
  • This inclined peripheral surface makes it possible to maximize as much as possible the exchange surface of the element forming a heat sink, by positioning said projecting element as close as possible to the toothed wheel.
  • the marked width 1 of said heat sink 7, namely the dimension of the heat sink in the direction of the rotation shaft, can be between 1 times and 3 times the dimension of the multipolar magnet 5 in this direction, by example between 1.5 times and 2.5 times the dimension of the multipolar magnet 5.
  • the heat sink may be in a material with a thermal conductivity greater than or equal to 1 Wm -1 .K -1 .
  • the material of said heat sink 7 can be metallic.
  • the material can also be a plastic loaded with metallic particles.
  • the bearing means being of outside diameter D
  • the outside diameter of said heat sink 7 may be greater than or equal to 0.6 D, for example greater than or equal to 0.7 D, or even greater than 0.8 D.
  • the outer diameter of said heat sink 7 may be less than or equal to 1.5 D, for example less than or equal to 1.3 D.
  • Said means forming bearings 23, 24 may comprise a bearing 23 for guiding the rotation shaft on the side of the stator 21 of the electric motor 2 with reference to said worm 30, said bearing on the stator side, along the axis of the 'tree 22.
  • Said heat sink 7 may be in an intermediate position on the rotation shaft 22 between the worm 30 and said bearing 23 on the stator side.
  • said heat sink 7 is an element attached to the multipolar magnet 5, projecting laterally from the multipolar magnet 5 towards said endless screw 30 made of a material distinct from the multipolar magnet 5.
  • said multipolar magnet 5 may comprise a ring 50 forming N pairs of north / south magnetic poles, said ring 50 being coaxial with the rotation shaft 22, having a thickness ep in the radial direction of between 1 mm and 4 mm.
  • Said heat sink 7 then forms a peripheral support 72 on the internal diameter of the ring 50, said support 72 connecting the ring 50 to said rotation shaft 22.
  • Said heat sink 7 may also have fins 73 forming the exchange surface with the internal atmosphere.
  • the fins 73 can be arranged around the axis of rotation of the heat sink 7, and configured so as to constitute fan blades, mounted integral in rotation with the rotation shaft 22.
  • the ventilation blades are configured to create a flow of pulsed air in a semi-annular inter-space defined between the periphery of the toothed wheel 31 and a belt 40 of the housing 4 extending longitudinally along the periphery of the toothed wheel 31, on the side opposite to the rotation shaft 22.
  • the belt 40 of the casing 4 may comprise on its internal wall projecting ribs 41 oriented longitudinally to said belt 40, and which have the function of increasing the heat exchange surface between the atmosphere inside the casing and the internal wall of the casing. . These internal ribs are intended to be licked by the pulsed air flow.
  • the guide bearing 23 on the stator side can be placed inside the rotor 20 and stator 21 assembly, housed in a recess internal to the rotor 20.
  • This end of the rotation shaft can thus be advantageously guided by level 23, without requiring a shaft length such that its end protrudes beyond the rotor.
  • the assembly of this bearing 23 internal to the rotor does not require having a bearing on the useful length section of the rotation shaft external to the rotor, and which is already used to support the screw without thin and / or to support the polar magnet 5: this section of length of the shaft external to the rotor can be reduced to a minimum, and with the aim of increasing the compactness of the geared motor in this direction.
  • a hollow support 25 can carry said magnetic elements 29 on its circumference and is arranged coaxially and integral in rotation with the rotation shaft 22: advantageously this hollow support 25 covers said bearing 23 which ensures the guidance of the longitudinal end of the rotation shaft 22 on the stator side of the electric motor 2.
  • This hollow support 25 can also extend axially beyond the longitudinal end of the rotation shaft 22, on the stator side of the electric motor. This makes it possible in particular to have said magnetic elements 29 of the rotor at least partially beyond the longitudinal end of the rotation shaft 22, and as illustrated by way of example on figure 3 .
  • This hollow support is for example a body of revolution which comprises a hollow, tubular part of internal diameter allowing the bearing 23 to be housed internally therein, or even a protruding part of the casing 4.
  • This hollow support 25 may also include a sleeve 26 allowing the fixing of the hollow support 25 on the rotation shaft 22.
  • This sleeve 26 is fixed in a position on the rotation shaft 22 intermediate between the reduction mechanism 3 and the bearing. 23.
  • the inner diameter of the sleeve 26 can be adjusted to the outer diameter of the rotation shaft in this intermediate position. This may be a tight fit allowing assembly by shrinking between the hollow support 25 and said rotation shaft 22.
  • This sleeve 26 can also be fixed to the shaft 22 by gluing.
  • the multipolar magnet 5 can take the form of a ring mounted around the rotation shaft.
  • the magnetic domains (north / south) extend alternately along the circumference of the ring.
  • This multipolar magnet 5 may be integral with said hollow support 25, arranged around said sleeve 26 for fixing said hollow support 25.
  • Said hollow support 25 comprises a length section 27 for supporting the magnetic elements 29.
  • This section 27 of supporting length is substantially cylindrical.
  • the magnetic elements 29 of the rotor are secured to the outer wall of the cylinder.
  • a shoulder 28, in particular in the form of a crown, may extend radially outwardly at the distal end of said section 27 of supporting length of the magnetic elements.
  • This shoulder 28 forms a lateral stop for said magnetic elements 29 of rotor 20. This shoulder 28 facilitates the alignment of the magnetic elements along the same diametrical line.
  • the hollow support 25 has a connecting length section connecting the sleeve 26 and said support length section 27, cylindrical, of greater diameter than the sleeve 26.
  • the hollow support 25 can consist essentially of a single piece element, in particular a sheet formed to consecutively constitute the sleeve 26, the connecting section, the cylindrical support section 27, or even said shoulder 28.
  • the internal bearing surface 70 of said heat sink-forming element 7 can thus engage directly with an external bearing surface of the rotation shaft 22, or else indirectly via a sleeve, such as the sleeve 26 of said hollow support 25.
  • rotation shaft 22 can be guided in rotation only by two bearings 23, 24 arranged at both ends of the rotation shaft 22, namely the bearing 23 on the side of the stator 21 of the motor and another bearing 24 , at the other end of the rotation shaft 22.

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Description

  • L'invention est relative à un moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile.
  • Les moto-réducteurs sont essentiellement composés d'un moteur électrique couplé à un mécanisme réducteur chargé d'en démultiplier la vitesse pour obtenir un couple de transmission en rotation important.
  • Différents types de moteurs électriques peuvent être utilisés dans un moto-réducteur et notamment les moteurs électriques à courant continu sans balai qui présentent de nombreux avantages comme une grande durée de vie, un encombrement et une consommation réduits ainsi qu'un faible niveau sonore.
  • Un tel moto-réducteur trouve une application particulière dans un système d'essuyage de véhicule automobile comprenant un ou plusieurs balais d'essuyage, un mécanisme d'embiellage pour l'entrainement du ou des balais d'essuyage selon un mouvement de va et vient, ledit arbre de sortie du moto-réducteur entrainant le mécanisme d'embiellage du système d'essuyage.
  • Bien souvent le mécanisme réducteur est un couple vis sans fin /roue dentée, la vis sans fin typiquement métallique étant solidaire de l'arbre de rotation du rotor, la roue dentée étant solidaire de l'arbre de sortie du moto-réducteur, typiquement en plastique.
  • Des paliers tels que des roulements à billes, typiquement au nombre de deux ou trois sont utilisés pour guider en rotation l'arbre de rotation, chaque roulement à billes comportant une bague intérieure et une bague extérieure, et des billes aptes à rouler sur un chemin de la bague intérieure et sur un chemin de la bague extérieure.
  • Selon les constatations de l'inventeur, il est encore à noter qu'un réducteur constitué par un couple vis sans fin/roue dentée présente un faible rendement de transmission de puissance, voisin de 65%, la puissance perdue (i.e. 35%) se dissipant sous forme de chaleur dans la vis-sans fin et l'arbre de rotation en métal. Selon l'opinion de l'inventeur, les moto-réducteurs tels que connus de l'état de la technique peuvent être de refroidissement sensiblement amélioré. Moto-réducteurs de l'état de la technique sont divulguent dans les documents D1: DE102012211080 A1 ou D2: DE102012105748 A1 . D1 montre un moto-réducteur avec un mécanisme réducteur vis sans fin qui comprend un dissipateur de chaleur et document D2 montre un moto-réducteur avec les caractéristiques du préambule de la revendication 1.
  • Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un moto-réducteur à couple vis-sans fin/roue dentée, de refroidissement optimisé.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un tel moto-réducteur permettant d'obtenir une bonne compacité selon l'axe longitudinal de l'arbre de rotation.
  • D'autres buts et avantages apparaitront au cours de la description qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
  • Les buts de l'invention sont servi par un moto-réducteur selon la revendication 1.
  • Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention prises seules ou en combinaison :
    • ledit dissipateur de chaleur est disposé à proximité immédiate de la roue dentée, situé à une distance Δ inférieure ou égale à 4 mm de la roue dentée lors de sa rotation ;
    • la largeur dudit dissipateur de chaleur, suivant la direction de l'arbre de rotation est comprise entre 1 fois et 3 fois la dimension de l'aimant multipolaire suivant cette direction ;
    • le dissipateur de chaleur comprend une surface périphérique située localement en regard de la roue dentée à ladite distance Δ, ladite surface périphérique étant inclinée par rapport à l'axe de l'arbre de rotation de sorte à être orientée localement sensiblement tangentiellement à la roue dentée ;
    • ledit dissipateur de chaleur est dans un matériau de conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W.m-1.K-1;
    • le matériau dudit au moins un dissipateur de chaleur est métallique ou alternativement le matériau dudit dissipateur de chaleur est un plastique chargé en particules métalliques ;
    • les moyens formant paliers étant de diamètre extérieur D, le diamètre extérieur dudit au dissipateur de chaleur est supérieur ou égal à 0,6 D ;
    • lesdits moyens formant paliers comprennent un palier pour le guidage de l'arbre de rotation du côté du stator du moteur électrique par référence à ladite vis sans fin , dit roulement côté stator, et dans lequel ledit dissipateur de chaleur est dans une position intermédiaire sur l'arbre de rotation entre la vis sans fin et ledit palier côté stator ;
    • ledit aimant multipolaire comprend une bague formant N paires de pôles magnétique nord/sud, ladite bague étant coaxiale à l'arbre de rotation , présentant une épaisseur selon la direction radiale comprise entre 1 mm et 4 mm, ledit dissipateur de chaleur formant un support périphérique sur le diamètre interne de la bague, ledit support (72) reliant la bague audit arbre de rotation ;
    • ledit dissipateur de chaleur présente des ailettes ;
    • les ailettes sont agencées autour de l'axe de rotation du dissipateur de chaleur et configurées de manière à constituer des pales de ventilation, montées solidaires en rotation avec l'arbre de rotation ;
    • lors du mouvement de l'arbre de rotation les pales de ventilations sont configurées pour créer un flux d'air pulsé dans un inter-espace semi-annulaire défini entre la périphérie de la roue dentée et une ceinture du carter s'étendant longitudinalement le long de la périphérie de la roue dentée, du côté opposé à l'arbre de rotation ;
    • ladite ceinture du carter comprend sur sa paroi interne des nervures saillantes orientées longitudinalement à ladite ceinture.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels :
    • La figure 1 est une vue de coupe selon un plan parallèle à l'axe de l'arbre de rotation du moteur, illustrant le moto-réducteur conforme à l'invention selon un mode de réalisation, y compris le stator, le rotor et l'arbre de rotation, le couple vis sans fin /roue dentée, et de manière notable, solidaire de l'arbre de rotation ledit aimant multipolaire, ainsi que le dissipateur de chaleur accolé audit aimant multipolaire, sous forme d'un élément plein,
    • Les figures 2 et 3 sont des vues de côté et de face d'un dissipateur de chaleur à ailettes qui est peut être utilisé en remplacement de celui à élément plein illustré dans le moto-réducteur de la figure 1,
    • La figure 4 est une vue selon la coupe de détail IV-IV tel qu'illustré à la figure 1, illustrant plus particulièrement les nervures saillantes sur la paroi intérieure de la ceinture du carter.
  • Aussi l'invention concerne un moto-réducteur 1 pour système d'essuyage de véhicule automobile comprenant :
    • un moteur électrique 2 comportant :
      • un rotor 20 portant des éléments magnétiques 29, tels que des aimants permanents,
      • un stator 21 présentant des bobines d'excitation électromagnétique du rotor,
      • un arbre de rotation 22 solidaire du rotor,
    • un mécanisme réducteur 3 reliant l'arbre de rotation 22 et un arbre de sortie 8 du moto-réducteur.
  • Un carter 4, typiquement métallique peut former une enveloppe de protection pour ledit mécanisme réducteur 3, voire le moteur électrique 2.
  • Le moteur électrique peut être à courant continu sans balai. Un tel moteur comprend un dispositif de détermination de la position angulaire du rotor 20 par rapport au stator 21. Une unité de commande (non illustrée) est configurée pour générer des signaux de commande pour alimenter les bobines d'excitation électromagnétique du stator 21 en fonction de la position angulaire du rotor déterminée par le dispositif de détermination de la position angulaire du rotor.
  • Le dispositif de détermination de la position angulaire du rotor comprend à cet effet un aimant multipolaire 5 solidaire en rotation du rotor, et un ou plusieurs capteurs à effet Hall (non illustrés) en des positions fixes, aptes à détecter les changements de domaines magnétiques de l'aimant multipolaire lors de la rotation du rotor.
  • Le mécanisme réducteur 3 comprend un couple vis sans fin 30 /roue dentée 31, la vis sans fin solidaire de l'arbre de rotation 22 du rotor 20, la roue dentée 31 solidaire de l'arbre de sortie 8 du moto-réducteur. Cet arbre de sortie 8 est sensiblement perpendiculaire à l'arbre de rotation 22 du moteur électrique 2. Le filet de la vis sans fin 30 peut être obtenu à partir de la matière venant de l'arbre de rotation 22, typiquement en métal. La roue dentée 31 peut être typiquement en matière plastique.
  • Le guidage en rotation de l'arbre de rotation du rotor 22 par rapport au carter 4 est assuré par des moyens formant paliers 23, 24. Les paliers 23, 34 utilisés peuvent être des roulements, des coussinets, ou toute autre forme de paliers connue de l'homme du métier.
  • Dans un tel moto-réducteur 1, les frottements générés entre la vis sans fin 30 et la roue dentée 31 du mécanisme réducteur 3 engendrent un échauffement important de la vis sans fin et de l'arbre de rotation 22.
  • L'invention s'intéresse toutefois ici à l'optimisation du refroidissement de la vis sans fin 30 et de l'arbre de rotation 22 du moteur électrique 2.
  • De manière notable et à cet effet, le moto-réducteur 1 comprend un dissipateur de chaleur 7, sous la forme d'un élément saillant radialement de l'arbre de rotation 22, distinct des moyens formant paliers 23,24 et distinct de l'aimant multipolaire 5, ledit dissipateur de chaleur 7 étant dans une position intermédiaire entre ledit aimant multipolaire 5 et la vis sans fin 30, disposé à proximité de la vis sans fin 30 sur ledit arbre de rotation 22.
  • L'élément saillant formant dissipateur de chaleur 7 comprend une portée interne 70 pour le montage sur l'arbre de rotation 22, directement ou indirectement par l'intermédiaire d'un manchon 26, ledit élément étant configuré pour former une surface d'échange thermique avec l'atmosphère interne au carter 4.
  • En fonctionnement, le dissipateur de chaleur 7 est configuré pour prélever la chaleur de l'arbre de rotation 22, à proximité de la vis sans fin 30, depuis sa portée interne 70 et transmettre les calories radialement jusqu'à la surface d'échange thermique dudit élément, susceptible d'être refroidie par l'atmosphère interne.
  • De manière notable on remarque encore que la distance Δ séparant ledit dissipateur de chaleur 7 de la roue dentée 31 est inférieure ou égale à la distance séparant ledit aimant multipolaire 5 de la roue dentée 31.
  • Selon un mode de réalisation, ledit dissipateur de chaleur 7 est disposé à proximité immédiate de la roue dentée 31, situé à une distance Δ inférieure ou égale à 4 mm de la roue dentée 31 lors de sa rotation, par exemple inférieure ou égale à 3 mm ou encore inférieure ou égale à 2 mm.
  • On remarque encore que ledit dissipateur de chaleur 7 peut comprendre une surface périphérique 71 située localement en regard de la roue dentée 31, notamment à la distance Δ de la roue dentée, inclinée par rapport à l'axe de l'arbre de rotation 22 de sorte à être orientée localement sensiblement tangentiellement à la roue dentée 31. Cette surface périphérique inclinée permet de maximiser autant que possible la surface d'échange de l'élément formant dissipateur de chaleur, en positionnant ledit élément saillant au plus près de la roue dentée. La largeur repérée 1 dudit dissipateur de chaleur 7, à savoir la dimension du dissipateur de chaleur suivant la direction de l'arbre de rotation, peut être comprise entre 1 fois et 3 fois la dimension de l'aimant multipolaire 5 suivant cette direction, par exemple comprise entre 1,5 fois et 2,5 fois la dimension de l'aimant multipolaire 5.
  • Le dissipateur de chaleur peut être dans un matériau de conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W.m-1.K-1. En particulier le matériau dudit dissipateur de chaleur 7 peut être métallique. Le matériau peut encore être un plastique chargé en particules métalliques.
  • Les moyens formant paliers étant de diamètre extérieur D, le diamètre extérieur dudit dissipateur de chaleur 7 peut être supérieur ou égal à 0,6 D, par exemple supérieur ou égal à 0,7 D, ou encore supérieur à 0,8 D. Le diamètre extérieur dudit au dissipateur de chaleur 7 peut être inférieur ou égal à 1,5 D, par exemple inférieur ou égal à 1,3 D.
  • Lesdits moyens formant paliers 23,24 peuvent comprendre un palier 23 pour le guidage de l'arbre de rotation du côté du stator 21 du moteur électrique 2 par référence à ladite vis sans fin 30, dit roulement côté stator, suivant l'axe de l'arbre 22.
  • Ledit dissipateur de chaleur 7 peut être dans une position intermédiaire sur l'arbre de rotation 22 entre la vis sans fin 30 et ledit palier 23 côté stator.
  • Selon un mode de réalisation, ledit dissipateur de chaleur 7 est un élément accolé à l'aimant multipolaire 5, saillant latéralement de l'aimant multipolaire 5 vers ladite vis sans fin 30 constitué dans un matériau distinct de l'aimant multipolaire 5.
  • Selon un mode de réalisation, ledit aimant multipolaire 5 peut comprendre une bague 50 formant N paires de pôles magnétique nord/sud, ladite bague 50 étant coaxiale à l'arbre de rotation 22, présentant une épaisseur ep selon la direction radiale comprise entre 1 mm et 4 mm. Ledit dissipateur de chaleur 7 forme alors un support périphérique 72 sur le diamètre interne de la bague 50, ledit support 72 reliant la bague 50 audit arbre de rotation 22.
  • Ledit dissipateur de chaleur 7 peut encore présenter des ailettes 73 formant la surface d'échange avec l'atmosphère interne.
  • Selon un mode de réalisation, les ailettes 73 peuvent être agencées autour de l'axe de rotation du dissipateur de chaleur 7, et configurées de manière à constituer des pales de ventilation, montées solidaires en rotation avec l'arbre de rotation 22. Par exemple et lors du mouvement de l'arbre de rotation 22 autour de son axe, les pales de ventilations sont configurées pour créer un flux d'air pulsé dans un inter-espace semi-annulaire défini entre la périphérie de la roue dentée 31 et une ceinture 40 du carter 4 s'étendant longitudinalement le long de la périphérie de la roue dentée 31, du côté opposé à l'arbre de rotation 22.
  • La ceinture 40 du carter 4 peut comprendre sur sa paroi interne des nervures 41 saillantes orientées longitudinalement à ladite ceinture 40, et qui ont pour fonction d'augmenter la surface d'échange thermique entre l'atmosphère interne au carter et la paroi interne du carter. Ces nervures internes sont destinées à être léchées par le flux d'air pulsé.
  • De manière notable, le palier 23 de guidage du côté du stator peut être disposé interne à l'ensemble rotor 20 et stator 21, logé dans un évidement interne au rotor 20. Cette extrémité de l'arbre de rotation peut ainsi être avantageusement guidée par le palier 23, sans nécessiter une longueur d'arbre telle que son extrémité ressorte au-delà du rotor. D'autre part, le montage de ce palier 23 interne au rotor, ne nécessite pas de disposer d'une portée sur la section de longueur utile de l'arbre de rotation extérieur au rotor, et qui est déjà utilisée pour supporter la vis sans fin et/ou pour supporter l'aimant polaire 5 : cette section de longueur de l'arbre externe au rotor peut être réduite au minimum, et dans l'objectif d'augmenter la compacité du moto-réducteur suivant cette direction.
  • A cet effet, un support creux 25 peut porter lesdits éléments magnétiques 29 sur sa circonférence et est agencé de manière coaxiale et solidaire en rotation de l'arbre de rotation 22 : avantageusement ce support creux 25 vient coiffer ledit palier 23 qui assure le guidage de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22 du côté du stator du moteur électrique 2.
  • Ce support creux 25 peut encore s'étendre axialement au-delà de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22, coté stator du moteur électrique. Cela permet en particulier de disposer lesdits éléments magnétiques 29 du rotor au moins partiellement au-delà de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22, et comme illustré à titre d'exemple à la figure 3. Ce support creux est par exemple un corps de révolution qui comprend une partie creuse, tubulaire, de diamètre interne permettant d'y loger intérieurement le palier 23, voire une partie saillante du carter 4.
  • Ce support creux 25 peut comprendre encore un manchon 26 permettant la fixation du support creux 25 sur l'arbre de rotation 22. Ce manchon 26 vient se fixer dans une position sur l'arbre de rotation 22 intermédiaire entre le mécanisme réducteur 3 et le palier 23. Le diamètre intérieur du manchon 26 peut être ajusté au diamètre externe de l'arbre de rotation en cette position intermédiaire. Il peut s'agir d'un ajustement serré permettant un assemblage par frettage entre le support creux 25 et ledit arbre de rotation 22. Ce manchon 26 peut encore être fixé à l'arbre 22 par collage.
  • On remarque que l'aimant multipolaire 5 peut prendre la forme d'une bague montée autour de l'arbre de rotation. Les domaines magnétiques (nord/sud) s'étendent en alternance suivant la circonférence de la bague. Cet aimant multipolaire 5 peut être solidaire dudit support creux 25, agencé autour dudit manchon 26 de fixation dudit support creux 25.
  • Ledit support creux 25 comprend une section de longueur 27 de support des éléments magnétiques 29. Cette section 27 de longueur de support est sensiblement cylindrique. Les éléments magnétiques 29 du rotor sont solidarisés sur la paroi externe du cylindre. Un épaulement 28, en particulier sous forme d'une couronne, peut s'étendre radialement vers l'extérieur à l'extrémité distale de ladite section 27 de longueur de support des éléments magnétiques. Cet épaulement 28 forme une butée latérale pour lesdits éléments magnétiques 29 du rotor 20. Cet épaulement 28 facilite l'alignement des éléments magnétiques suivant une même ligne diamétrale.
  • On remarque encore que le support creux 25 présente une section de longueur de liaison reliant le manchon 26 et ladite section de longueur 27 de support, cylindrique, de plus grand diamètre que le manchon 26.
  • Le support creux 25 peut être constitué essentiellement par un élément d'un seul tenant, en particulier une tôle formée pour constituer consécutivement, le manchon 26, la section de liaison, la section 27 de support cylindrique, voire ledit épaulement 28.
  • La portée interne 70 dudit élément formant dissipateur de chaleur 7 peut ainsi engager directement avec une portée externe de l'arbre de rotation 22, ou encore indirectement par l'intermédiaire d'un manchon, tel que le manchon 26 dudit support creux 25.
  • On remarque encore que l'arbre de rotation 22 peut être guidé en rotation uniquement par deux paliers 23, 24 disposés aux deux extrémités de l'arbre de rotation 22, à savoir le palier 23 coté du stator 21 du moteur et un autre palier 24, à l'autre extrémité de l'arbre de rotation 22.
    • NOMENCLATURE
    • 1. Moto-réducteur,
    • 2. Moteur électrique,
    • 20. Rotor,
    • 21. Stator,
    • 22. Arbre de rotation,
    • 23,24. Paliers, respectivement côté stator, et roulement côté opposé au stator,
    • 25. Support creux,
    • 26. Manchon de fixation (Support creux),
    • 27. Section de longueur cylindrique (Support creux),
    • 28. Epaulements,
    • 29. Eléments magnétiques,
    • 3. Mécanisme réducteur,
    • 30. Vis sans fin,
    • 31. Roue dentée,
    • 4. Carter,
    • 40. Ceinture,
    • 41. Nervures internes,
    • 5. Aimant multipolaire,
    • 50. Bague,
    • 7. Dissipateurs de chaleur,
    • 70. Portée interne du dissipateur de chaleur pour le montage sur l'arbre de rotation,
    • 71. Surface périphérique inclinée, située à proximité immédiate de la roue dentée,
    • 72. Support périphérique interne pour la bague de l'aimant multipolaire,
    • 73. Ailettes, notamment pales de ventilation.
    • 8. Arbre de sortie du moto-réducteur
    • Δ. Distance séparent le dissipateur de chaleur de la roue dentée.
    • D. Diamètre extérieur paliers,
    • 1. Largeur du dissipateur de chaleur (dimension suivant la direction de l'arbre de rotation),
    • ep. Epaisseur bague

Claims (14)

  1. Moto-réducteur (1) pour système d'essuyage de véhicule automobile comprenant :
    - un moteur électrique (2) comportant :
    - un rotor (20) comprenant des éléments magnétiques,
    - un stator (21) présentant des bobines d'excitation électromagnétique du rotor,
    - un arbre de rotation (22) solidaire du rotor,
    - un mécanisme réducteur (3) reliant l'arbre de rotation (22) et un arbre de sortie du moto-réducteur,
    - un carter (4) formant une enveloppe de protection pour ledit mécanisme réducteur, voire le moteur électrique (2)
    et dans lequel ledit mécanisme réducteur (3) comprend un système vis sans fin /roue dentée, la vis sans fin (30) étant solidaire de l'arbre de rotation du rotor (22), la roue dentée (31) solidaire d'un arbre de sortie (8) du moto-réducteur,
    - des moyens formant paliers (23, 24) assurant le guidage en rotation de l'arbre de rotation du rotor (22) par rapport au carter (4),
    un dispositif de détermination de la position angulaire du rotor comprenant un aimant multipolaire (5) solidaire de l'arbre de rotation (22) du rotor (20),
    [caractérisé en ce que] et dans lequel le moto-réducteur (1) comprend un dissipateur de chaleur (7) accolé à l'aimant multipolaire (5) et constitué dans un matériau distinct dudit aimant multipolaire (5), sous la forme d'un élément saillant radialement de l'arbre de rotation (22) et latéralement dudit aimant multipolaire (5) vers la vis sans fin (30), distinct des moyens formant paliers (23,24) et de l'aimant multipolaire (5), ledit dissipateur de chaleur (7) étant dans une position intermédiaire entre ledit aimant multipolaire (5) et la vis sans fin (30), disposé à proximité de la vis sans fin (30) sur ledit arbre de rotation (22), comprenant une portée interne (70) pour le montage sur l'arbre de rotation (22), ledit élément étant configuré pour former une surface d'échange thermique avec l'atmosphère interne au carter (4), la distance Δ séparant ledit dissipateur de chaleur (7) de la roue dentée (31) étant inférieure ou égale à la distance séparant ledit aimant multipolaire (5) de la roue dentée (31).
  2. Moto-réducteur selon la revendication 1, dans lequel ledit dissipateur de chaleur (7) est disposé à proximité immédiate de la roue dentée (31), situé à une distance Δ inférieure ou égale à 4 mm de la roue dentée (31) lors de sa rotation.
  3. Moto-réducteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la largeur (1) dudit dissipateur de chaleur (7), suivant la direction de l'arbre de rotation (22) est comprise entre 1 fois et 3 fois la dimension de l'aimant multipolaire (5) suivant cette direction.
  4. Moto-réducteur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ledit dissipateur de chaleur (7) comprend une surface périphérique (71) située localement en regard de la roue dentée (31) à ladite distance Δ, ladite surface périphérique étant inclinée par rapport à l'axe de l'arbre de rotation (22) de sorte à être orientée localement sensiblement tangentiellement à la roue dentée (31).
  5. Moto-réducteur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit dissipateur de chaleur est dans un matériau de conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W.m-1.K-1.
  6. Moto-réducteur selon la revendication 5, dans lequel le matériau dudit dissipateur de chaleur est métallique.
  7. Moto-réducteur selon la revendication 5, dans lequel le matériau dudit dissipateur de chaleur est un plastique chargé en particules métalliques.
  8. Moto-réducteur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens formant paliers étant de diamètre extérieur D, le diamètre extérieur dudit au dissipateur de chaleur (7) est supérieur ou égal à 0,6 D.
  9. Moto-réducteur selon l'une des revendication 1 à 8, dans lequel lesdits moyens formant paliers (23,24) comprennent un palier (23) pour le guidage de l'arbre de rotation du côté du stator (21) du moteur électrique (2) par référence à ladite vis sans fin (30), dit roulement côté stator, et dans lequel ledit dissipateur de chaleur (7) est dans une position intermédiaire sur l'arbre de rotation (22) entre la vis sans fin (30) et ledit palier (23) côté stator.
  10. Moto-réducteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ledit aimant multipolaire (5) comprend une bague (50) formant N paires de pôles magnétique nord/sud, ladite bague (50) étant coaxiale à l'arbre de rotation (22), présentant une épaisseur (ep) selon la direction radiale comprise entre 1 mm et 4 mm, ledit dissipateur de chaleur (7) formant un support périphérique (72) sur le diamètre interne de la bague (50), ledit support (72) reliant la bague (50) audit arbre de rotation (22).
  11. Moto-réducteur selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel ledit dissipateur de chaleur (7) présente des ailettes (73).
  12. Moto-réducteur selon la revendication 11 dans lequel les ailettes (73) sont agencées autour de l'axe de rotation du dissipateur de chaleur (7) et configurées de manière à constituer des pales de ventilation, montées solidaires en rotation avec l'arbre de rotation (22).
  13. Moto-réducteur selon la revendication 12, dans lequel lors du mouvement de l'arbre de rotation (22), les pales de ventilations sont configurées pour créer un flux d'air pulsé dans un inter-espace semi-annulaire défini entre la périphérie de la roue dentée (31) et une ceinture (40) du carter (4) s'étendant longitudinalement le long de la périphérie de la roue dentée (31), du côté opposé à l'arbre de rotation (22).
  14. Moto-réducteur selon la revendication 13, dans lequel ladite ceinture (40) du carter (4) comprend sur sa paroi interne des nervures (41) saillantes orientées longitudinalement à ladite ceinture (40).
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